专利名称：一种填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法
技术领域：
本发明属于焊接领域，特别是涉及一种填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法。
背景技术：
日本Mazda公司于1993年开发的搅拌摩擦点焊技术采用固定几何形状的整体式搅拌工具，焊后在点焊接头中心留下匙孔；德国GKSS研究中心于1999年研究开发的回填式搅拌摩擦点焊技术，该方法采用分体式搅拌工具，由搅拌针、搅拌套和压紧套三个部分组成。在焊接过程中通过对搅拌针和压紧套相对运动的精确控制，可以完成材料的回填，实现无匙孔的搅拌摩擦点焊连接。虽然这一方法能够有效消除点焊接头中的匙孔，但是由于在焊接过程中仍存在一定的材料损失，因此焊后在焊点表面，搅拌套和压紧套的交界位置容易形成环状沟槽缺陷，简称环沟槽。环沟槽的存在严重影响点焊接头的力学性能，因此必须加以消除。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法，以消除回填式搅拌摩擦点焊接头表面的环沟槽问题。本发明是通过以下技术方案得以实现的:一种填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法，包括以下步骤:
搅拌工具调零步骤，使搅拌套和压紧套下表面在同一水平面上，搅拌针下表面相对于搅拌套向下伸出0.1 0.2mm，将该位置设定为焊接过程的零点；
焊接步骤，压紧套与母材表面相接触，搅拌套旋转压入母材，位于搅拌套下方的材料流向搅拌针，向上回抽形成的空腔中；
回填步骤，搅拌针随后旋转下压，搅拌套回抽，回填过程开始，位于搅拌针下方的材料被填充到焊点表面，搅拌针和搅拌套回到同一水平面后，搅拌针继续向下运功，位于搅拌针下方0.1 0.2mm高度内的材料被填充在焊点表面。搅拌工具回零步骤。保持焊点表面位置不动，搅拌针在焊点表面继续旋转0.5
1.5s，使回填的材料在焊点表面充分流动至焊点边缘，消除因材料损失而在焊点与母材交界处形成的表面环沟槽。进一步地，所述搅拌套向下伸出距离优选0.1mm。进一步地，所述搅拌回零步骤搅拌针继续选转时间优选为Is。与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于:
一、通过对焊接零点和焊后搅拌工具在焊点表面旋转的控制，使更多材料回填到焊点表面并流动到焊点边缘，从而消除了搅拌摩擦点焊接头的表面环沟槽，改善了接头的力学性能。二、本发明提出的搅拌摩擦点焊方法，操作简单，适应性强。
图1是本发明搅拌摩擦点焊方法示意图。其中:1为搅拌针、2为搅拌套、3为压紧套、4为母材、5为焊点。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明实施方式。如图1所示，一种填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法，首先，搅拌工具调零，搅拌套2和压紧套3下表面在同一水平面上，搅拌针I下表面相对于搅拌套2向下伸出0.1 0.2mm，将该位置设定为焊接过程的零点；
然后，焊接过程开始，外压紧套3与母材4表面相接触，搅拌套2旋转压入母材4，位于搅拌套2下方的材料流向搅拌针I向上回抽形成的空腔中；
随后，搅拌针I旋转下压，搅拌套2回抽，回填过程开始，位于搅拌针I下方的材料被填充到焊点表面，搅拌针I和搅拌套2回到同一水平面后，搅拌针I继续向下运功，位于搅拌针I下方0.1 0.2mm高度内的材料被填充在焊点表面；
最后，搅拌工具回到零点，搅拌针I保持其位置不动，在焊点表面继续旋转0.5 1.5s，使回填的材料在焊点表面充分流动至焊点边缘，消除因材料损失而在焊点5与母材4交界处形成的表面环沟槽。所述搅拌工具调零时，搅拌套向下伸出距离优选0.1mm。所述搅拌回零时，搅拌针继续选转时间优选为Is。经上述方法点焊后，焊接过程中损失的材料得到补充并且充分流动，焊点表面状况良好，无环沟槽缺陷，同时搅拌针I相对于搅拌套2向下0.1mm的下压不会引起焊点表面平整度的明显变化，保持了回填式搅拌摩擦点焊的基本特性。搅拌摩擦点焊是一种新的焊接技术，其基本原理是搅拌头高速旋转，与工件之间摩擦生热，位于搅拌头附近的材料发生塑性变形而流动，并在轴向压力的作用下完成上下工件之间的连接，形成点焊接头。上述实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的保护范围。
权利要求
1.一种填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法，其特征在于，包括以下步骤: 搅拌工具调零步骤； 使搅拌套和压紧套下表面在同一水平面上，搅拌针下表面相对于搅拌套向下伸出0.1 0.2_，将该位置设定为焊接过程的零点； 焊接步骤； 压紧套与母材表面相接触，搅拌套旋转压入母材，位于搅拌套下方的材料流向搅拌针，向上回抽形成的空腔中； 回填步骤； 搅拌针随后旋转下压，搅拌套回抽，回填过程开始，位于搅拌针下方的材料被填充到焊点表面，搅拌针和搅拌套回到同一水平面后，搅拌针继续向下运功，位于搅拌针下方0.1 0.2mm高度内的材料被填充在焊点表面； 搅拌工具回零步骤； 保持焊点表面位置不动，搅拌针在焊点表面继续旋转0.5 1.5s，使回填的材料在焊点表面充分流动至焊点边缘，消除因材料损失而在焊点与母材交界处形成的表面环沟槽。
2.根据权利要求1所述的填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法，其特征在于:所述搅拌工具调零时，搅拌套向下伸出距离优选0.1_。
3.根据权利要求1所述的填充式搅拌摩擦点焊消除环沟槽的方法，其特征在于:所述搅拌回零时，搅拌针继续选转时间优选为Is。
全文摘要
一种填充式搅拌摩擦点焊环沟槽的消除方法，它涉及一种点焊方法。本发明的目的为消除回填式搅拌摩擦点焊过程中产生的表面环沟槽缺陷。焊接开始前，对分体式搅拌工具调零时，使搅拌针下表面相对于搅拌套向工件方向伸出0.1～0.2mm，并将该位置设定为焊接零点；在回填过程中，搅拌工具回到零点，位于搅拌针下方0.1～0.2mm高度内的材料向下并沿径向向外运动，填充在焊点表面，补充焊接过程中的材料损失；回填结束后保持搅拌工具位置不动，搅拌工具在焊点表面继续旋转0.5～1.5s，使回填的材料在焊点表面充分流动至焊点边缘，消除表面环沟槽。本发明用于回填式搅拌摩擦点焊表面环沟槽的消除。
文档编号B23K20/12GK103182601SQ20111044455
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者尹玉环, 宿国友 申请人:上海航天设备制造总厂